Yapay nöron gerçek beyin hücresiyle ilk kez başarıyla iletişim kurdu

Massachusetts Üniversitesi Amherst'teki araştırma ekibi, yapay nöron teknolojisinde daha önce hiç görülmemiş bir başarıya imza attı. Geliştirdikleri yapay nöron, biyolojik bir nöronla doğrudan ve şaşırtıcı derecede gerçeğe benzer bir şekilde iletişim kurmayı başarmıştır. Bu atılım, beyin ve bilgisayar sistemleri arasındaki mesafeyi önemli ölçüde daraltarak, nöromorfik entegrasyon alanında yeni bir çağın kapısını açmıştır.

Yapay nöronun enerji verimliliğinde sağlanan devrim

Mühendis Jun Yao ve ekibinin başarısının temelinde, yapay nöronun enerji tüketiminde sağlanan dramatik iyileştirme yatmaktadır. Önceki nesil yapay nöronlar, günümüzün yeni modeline kıyasla on kat daha yüksek voltaj ve yüz kat daha fazla elektrik gücü gerektiriyordu. Bu fark, bir insan nöronunun tipik bir iletişim şeklini açıkça ortaya koymaktadır. Yao'nun ifadesiyle, eski yapay nöronlar tıpkı bir kişinin akciğerlerinin tepesinden bağırması gibi davranıyordu. Böyle yüksek sesli bir iletişim, alıcı tarafında aşırı uyarılmaya neden olabilir ve mesajın asıl anlamının kaybedilmesine yol açabilir. Yeni yapay nöron ise sadece 0,1 volt kaydederek, insan vücudundaki doğal nöronlarla yaklaşık olarak aynı elektriksel seviyede çalışmaktadır.

Protein nanotellerinin kullanımı ve doğal iletişim yöntemi

Bu çığır açan başarının arkasında, bakteriler tarafından büyütülen protein nanotellerinin akıllıca kullanımı yer almaktadır. Bu yapılar, doğal kaynaktan türetilmeleri nedeniyle, gerçek beyin hücrelerinin yaşadığı ıslak ortamlarda hayatta kalabilme kapasitesine sahiptir. Araştırmacılar, yapay nöronun gerçek beyin hücresiyle iletişim kurması için daha geleneksel bir sistemi taklit etmeyi tercih ettiler. Diğer bilim insanları, yapay nöronları ışık kullanımı gibi daha az doğal yollarla gerçek beyin hücreleriyle bağlantılandırmaya çalışmışlardır. Ancak Yao ve meslektaşlarının yaklaşımı, doğal elektriksel iletişim mekanizmasını koruyarak, yapay nöronun biyolojik sistemle daha uyumlu bir şekilde çalışmasını sağlamıştır.

Giyilebilir elektronik sistemlerde potansiyel uygulamalar

Bu teknolojinin pratik uygulamaları, özellikle giyilebilir elektronik algılama sistemleri alanında oldukça geniş bir yelpazede görülmektedir. Günümüzde kullanılan giyilebilir elektronik cihazlar, nispeten hantal ve verimsiz yapılarıyla bilinmektedir. Vücuttan bir sinyal algılandığında, bu sinyalin bir bilgisayar tarafından analiz edilebilmesi için elektriksel olarak yükseltilmesi gerekmektedir. Bu ara yükseltme işlemi, hem güç tüketimini hem de devrenin genel karmaşıklığını artırmaktadır. Ancak Yao'nun geliştirdiği düşük voltajlı yapay nöronlarla inşa edilen sensörler, bu yükseltme adımına ihtiyaç duymadan doğrudan çalışabilir. Bu sayede, enerji verimliliği önemli ölçüde artacak ve elektronik devrelerin tasarımı basitleşecektir.